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高速公路桥隧搭接结构地震响应与结构参数影响分析

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高速公路桥隧搭接结构地震响应与结构参数影响分析

作者：彭金鹏中南林业科技大学

学位级别：硕士

面对复杂的地形、地貌条件,高速公路中的桥隧搭接结构一旦在地震作用下遭受严重破坏,其抢修、加固或再建的难度往往很大,成本和代价高昂。目前,国内外对软岩地层中的高速公路桥隧搭接结构在地震作用下的动力响应规律、动力损伤特性和结... 详细信息

面对复杂的地形、地貌条件,高速公路中的桥隧搭接结构一旦在地震作用下遭受严重破坏,其抢修、加固或再建的难度往往很大,成本和代价高昂。目前,国内外对软岩地层中的高速公路桥隧搭接结构在地震作用下的动力响应规律、动力损伤特性和结构设计参数分析的研究比较少,相关抗震设计、减震技术和震害评估工作还缺乏必要的理论支撑,亟待完善。因此,本文综合利用理论分析、振动台试验和数值模拟等研究方法,开展了软岩地层高速公路桥隧搭接结构振动台模型试验、结构参数影响分析等一系列研究工作,以期为软岩地层条件下高速公路桥隧搭接结构的防震减灾设计及工程应用提供参考建议。本文开展的研究工作及取得的主要研究结论如下:(1)根据相似理论和模型试验方法,设计了几何比为1:50的软岩地层桥隧搭接结构振动台试验,介绍了试验目的与内容、相似常数的确定、试验模型的制备、传感器布置与地震加载方案等工作。(2)基于振动台试验结果,研究了 ELCentro地震波下不同激振峰值对桥隧搭接结构隧道衬砌加速度响应和应变响应特性的影响规律。试验结果表明:隧道衬砌结构各测点加速度数值大多比激震输入地震波有显著放大效应,且均随激振峰值和测点所在高程的增大而明显增大;桥隧搭接段隧道衬砌结构在沿隧道进深方向(纵向)主要产生拉伸变形,拱肩和拱顶分别为衬砌标准段和扩大段的最大变形部位;隧道衬砌结构的环向变形也主要以受拉为主,标准段靠近洞口端拱腰和远离洞口端仰拱处出现最大拉应变,扩大段则是拱顶处出现最大拉应变,但标准段衬砌各测点应变数值均显著较扩大段大。(3)采用有限元软件Midas GTS/NX建立了软岩地层高速公路桥隧搭接结构三维数值分析模型,分析了不同激振强度的ELCentro波作用下桥隧搭接结构在不同设计参数下的地震动力响应特征、灾变行为特性及其变化规律。(4)研究结果表明,单独改变某一结构或设计参数,对软岩地层高速公路桥隧搭接地震响应或灾变行为效应的影响不大或不够显著,为使桥隧搭接结构具备更好的抗震效果,应深入研究不同结构参数的不同组合效应对其抗震性能的联合影响效应。(5)综合振动台和数值模拟分析结果,建议在震区强动力软岩地层高速公路桥隧搭接段的隧道洞口衬砌结构设计中,对隧道衬砌的纵向抗拉设计做加强处理,提高邻近扩大段的标准段隧道衬砌结构的抗震设计标准和耐久性要求,且适当提高隧道衬砌结构的衬砌厚度、加大桩径、提高减震层厚度等设计参数或采用分离式桥隧搭接结构形式,以减小地震动力响应和不利力学效应,满足强烈地震动载不利影响下隧道衬砌的受力变形和整体稳定性要求。

关键词：软岩地层振动台试验桥隧搭接结构地震响应参数影响分析

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风险导向地震动参数决策及参数影响分析

建筑结构学报 2020年第S2期41卷 44-52页

作者：王丛吕大刚哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

风险导向原理可以同时考虑地震危险性和结构易损性,使不同区域的建筑结构具有一致的倒塌概率。为此,以风险导向峰值地面加速度和风险导向谱加速度为风险导向地震动参数,基于风险导向原理,采用地震风险的解析方法对一般场地的风险导向地... 详细信息

风险导向原理可以同时考虑地震危险性和结构易损性,使不同区域的建筑结构具有一致的倒塌概率。为此,以风险导向峰值地面加速度和风险导向谱加速度为风险导向地震动参数,基于风险导向原理,采用地震风险的解析方法对一般场地的风险导向地震动参数进行了决策分析,采用风险积分方法对具体场地(西安市灞桥区和长安区的两个控制点)的风险导向地震动参数进行了决策分析,并对一般场地和具体场地的风险导向地震动参数进行了对比,研究了易损性对数标准差对风险导向地震动决策参数和风险导向地震动参数等参数的影响。研究表明:随着易损性对数标准差的增大,目标倒塌风险先变化不大后逐渐增大;设防地震的条件倒塌概率先逐渐增大后略微减小,极罕遇地震的条件倒塌概率逐渐减小;风险导向设防地震逐渐减小,风险导向极罕遇地震逐渐增大;罕遇地震的条件倒塌概率和风险导向罕遇地震均变化不大,峰值地面加速度对应的风险导向罕遇地震的平均变化幅度最大,为2.95%。研究成果可以为基于一致风险的抗震设计提供决策支持。

关键词：风险导向地震动参数一般场地具体场地易损性对数标准差参数影响分析

发动机半主动液压悬置的动态特性及参数影响分析

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西安交通大学学报 2014年第1期48卷 42-47,59页

作者：史文库毛阳姜雪陈志勇马利红潘斌吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 建新赵氏集团浙江宁波315609

针对某发动机半主动液压悬置的动态特性及参数影响,基于AMESim多领域仿真平台的理论方法建立了半主动液压悬置模型,模型中考虑了发动机预载对液压悬置腔体内的液体初始压力和解耦膜位置的影响。仿真与试验结果的对比表明:采用所建立的... 详细信息

针对某发动机半主动液压悬置的动态特性及参数影响,基于AMESim多领域仿真平台的理论方法建立了半主动液压悬置模型,模型中考虑了发动机预载对液压悬置腔体内的液体初始压力和解耦膜位置的影响。仿真与试验结果的对比表明:采用所建立的模型对半主动液压悬置的一些重要参数进行参数影响分析,可以获得在ON和OFF状态时动刚度和阻尼角曲线随各参数的变化规律,从而为后期的悬置结构优化奠定良好的基础;适当增大等效泵压面积、减小橡胶主簧体积刚度及增加惯性通道长度有利于对悬置的低频隔振;适当增大解耦膜直径有利于对悬置的高频隔振。这些结果可为悬置内部各结构、流体和气体运动以及空气通道开闭实现半主动控制等方面的研究提供参考。

关键词：汽车发动机半主动液压悬置动态特性参数影响分析

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海上风电单桩基础自振频率及参数影响分析

太阳能学报 2020年第12期41卷 297-304页

作者：许成顺孙毅龙翟恩地张小玲席仁强杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

基于OpenSees有限元平台,采用Boulanger模型模拟桩-土相互作用,建立海上风电单桩基础模态分析模型,探讨水体附加质量对大直径钢管桩自振频率的影响,结果表明水体附加质量对大直径钢管桩的自振频率影响显著。在此基础上,进一步分析桩、... 详细信息

基于OpenSees有限元平台,采用Boulanger模型模拟桩-土相互作用,建立海上风电单桩基础模态分析模型,探讨水体附加质量对大直径钢管桩自振频率的影响,结果表明水体附加质量对大直径钢管桩的自振频率影响显著。在此基础上,进一步分析桩、土体、海水等参数对风电基础自振频率的影响规律。引入频率变化率的概念,探讨不同地基、不同直径下单桩基础的自振频率敏感性。

关键词：海上风电桩基础自振频率水体附加质量参数影响分析

水下气动发射装置内弹道仿真和参数影响分析(英文)

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机床与液压 2014年第12期42卷 1-5页

作者：牛清勇李天匀华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 船舶和海洋水动力湖北省重点实验室武汉430074

对某水下气动发射装置进行了理论分析,研究了其内弹道特性。利用数学建模方法对发射过程进行了建模并对内弹道性质进行了计算。对影响内弹道性能的3个主要参数:武器运动的初始阻力、发射阀最大开启面积和发射气瓶初始充气压强进行了分... 详细信息

对某水下气动发射装置进行了理论分析,研究了其内弹道特性。利用数学建模方法对发射过程进行了建模并对内弹道性质进行了计算。对影响内弹道性能的3个主要参数:武器运动的初始阻力、发射阀最大开启面积和发射气瓶初始充气压强进行了分析。计算结果表明:发射管最大膛压的主要影响参数为武器运动初始阻力;而武器出管速度的主要影响参数为发射气瓶初始充气压强和发射阀的最大开启面积。

关键词：发射装置数学建模内弹道参数影响分析

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水泥搅拌桩各参数对软弱路基沉降的影响分析

交通科技与管理 2023年第14期 84-86页

作者：王松贵州路桥集团有限公司

水泥搅拌桩作为软土地基加固常用的处理技术，具有振动小、污染少、对周边环境影响小、加固效果好等优点，在公路项目软土路基加固中得到了广泛应用。为了有效探究各项技术指标对水泥搅拌桩加固效果的影响，文章依托某公路项目软基处理... 详细信息

水泥搅拌桩作为软土地基加固常用的处理技术，具有振动小、污染少、对周边环境影响小、加固效果好等优点，在公路项目软土路基加固中得到了广泛应用。为了有效探究各项技术指标对水泥搅拌桩加固效果的影响，文章依托某公路项目软基处理施工实践，借助有限元分析模型及正交试验系统分析了水泥搅拌桩各项参数对软土路基加固效果的影响情况。结果显示：（1）各项技术参数对软弱路基沉降影响程度如下：桩长l>桩径D>桩体模量E>桩间距S;(2)根据项目具体状况，推荐搅拌桩技术参数为桩长21 m，桩径0.5 m，桩体模量30 GPa，间距2.5 m；此工况下路基沉降最大值为-6.272 cm，符合规范及设计标准要求。希望相关研究成果可为同类工程提供参考和借鉴。

关键词：公路工程项目软土路基水泥搅拌桩参数影响分析

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某液压悬置的动特性及参数影响分析

制造业自动化 2017年第9期39卷 90-94页

作者：陈华李守成张扬南京理工大学南京210094

基于AMESim多领域仿真平台的理论方法,对某发动机液压悬置建立相应的模型。利用MATLAB为AMESim仿真模型提供前端激励以及进行后处理分析,将得到的仿真动特性曲线与试验数据进行对比,以此验证了该模型的正确性。并基于该建立的仿真模型... 详细信息

基于AMESim多领域仿真平台的理论方法,对某发动机液压悬置建立相应的模型。利用MATLAB为AMESim仿真模型提供前端激励以及进行后处理分析,将得到的仿真动特性曲线与试验数据进行对比,以此验证了该模型的正确性。并基于该建立的仿真模型对液压悬置的解耦膜以及气室的一些重要参数进行了研究。

关键词：液压悬置动态特性参数影响分析解耦膜

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纯电动汽车动力系统匹配设计及参数影响分析

机械与电子 2019年第4期37卷 52-56,67页

作者：郑锦汤陈吉清广州华商职业学院汽车工程学院广东广州511300 华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

根据某款轿车纯电驱动改装的设计要求,基于整车结构的基本参数,对纯电驱动动力系统中的驱动电机、电池以及变速器等关键部件进行匹配设计。借助Cruise仿真平台搭建改装后的纯电动汽车整车模型,仿真分析了不同工况下的整车动力性和经济... 详细信息

根据某款轿车纯电驱动改装的设计要求,基于整车结构的基本参数,对纯电驱动动力系统中的驱动电机、电池以及变速器等关键部件进行匹配设计。借助Cruise仿真平台搭建改装后的纯电动汽车整车模型,仿真分析了不同工况下的整车动力性和经济性。结果表明,改装后的纯电动汽车动力系统参数选取合理,符合整车性能设计要求。并在此基础上,分析汽车行驶方程中的相关参数对整车性能影响程度,为后续纯电动汽车动力系统的参数优化设计和性能提升提供了参考依据。

关键词：纯电动汽车动力系统参数匹配参数影响分析 Cruise

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特征参数对高速铁路桥墩抗剪性能的影响研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第12期47卷 85-91页

作者：曾聪江辉李辰黄磊北京交通大学土木建筑工程学院

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟... 详细信息

为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟结果有决定性影响.以京沪高铁某连续梁桥桥墩为对象,建立考虑弯剪耦合效应的精细化分析模型,分析了特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响,结果表明:纵筋率对高铁桥墩抗剪承载力的影响最大,剪跨比次之,轴压比的影响最小;纵筋率的增大使桥墩抗剪承载力最大增加了292%,延性水平降低;随着轴压比的提高,桥墩抗剪承载力有所增大,最高增幅为50%;增大剪跨比可显著提高桥墩延性,但会使抗剪承载力显著降低.

关键词：高速铁路桥墩抗剪能力弯剪耦合模型非线性剪切效应参数影响分析